4 欧洲的发展现状
1998 年,欧洲空间局就启动一种名叫“高空长耗时航空平台”的概念设计计划,随 后就开始对飞艇进行设计工作。此计划后,他们完成了对一个名为“哈尔”的新型无人 飞艇的设计工作,它可以进行高空停留,或者远距离派遣的飞行任务。“哈尔”飞艇跟 其他飞艇一样,充氦气,它特点为软式外壳,长 220m,气囊直径为 55m,体积 320000 [3]。 它的总重在 20。8 吨左右,可搭载 1 吨的有效负载。“哈尔”飞艇可以在空中悬停少则数
月多则数载。欧洲空间局将投资 4500 万欧元为该工程实现飞艇的试飞实验。试飞分为 三个阶段,第一阶段,试验飞艇将飞行至海拔 15km 的高空,第二阶段,飞艇将飞行至 海拔 20km 高度的高空,第三阶段是测试地面控制系统和设施,完善后进行批量生产和 使用。
1999 年,制造飞艇的老牌公司英国 ATG 公司提出 Strat Sat 计划[3],他们的目标是 研制长度超过 200 米的飞艇。当年,完成了以燃油为动力的 模型艇 20 米长飞艇,
进行了无人遥控飞行试验,验证了他们所设计的控制系统的可靠性。2004 年,成功研制 出 200m 飞艇,进行了 20km 飞行试验,该飞艇能够在风速为 35m/s 的强风下稳定飞行, 它的升空方式为垂直放飞[3]。此后,ATG 公司开始与美国的 Sky Station 公司展开合作, 与日本政府、马来西亚政府达成协议,共同研究发展平流层平台项目,而且还和一些跨 国公司合作,共同开发 Strat Sat 平流层平台,给具有不同需求的客户提供服务。
德国也不例外,德国多家飞机飞艇制造业的公司也积极开展飞艇的研制工作。比如 新齐柏林公司,该公司成立于 1993 年,属于飞艇业的老牌公司,长达 75m 的齐柏林 NT 载人飞艇是该公司的代表作,该艇可容纳 14 人,其中包括 2 名驾驶员。于 1996 年成立 的德国浮空货运飞艇制造公司是巨型飞艇的龙头企业,他们制造出来的飞艇主要是用于 运送超重和超大体积的货物和设备。该公司计划研制一个载重量超大的飞艇,名为 “CL-160”,该飞艇艇长 265m,气囊最大直径为 65m,可以运输 160 吨货物。该艇大小 的 模型试验飞艇已经制造成功。
2004 年,一个时间为 3 年的 CAPANINA 计划于欧盟启动,该计划的目标是研发搭载 于平流层平台的移动宽带的通信负载。
2005 年 3 月,欧盟联合欧洲许多国家的相关研究所,启动了“面向特殊航空航天应 用的高空飞机和高空飞艇研究项目”。
2014 年 5 月,欧洲泰雷兹·阿莱尼亚公司计划启动一个为期 5 年的巨型平流层飞艇 项目。
5 中国的发展现状
学习参考先进国家的平流层飞艇研制经验,中国也早就开始进行平流层飞艇的研制 路线,以中航工业特种飞行器研究所[3](特飞所)为代表的中国研究单位,提出了中国 平流层飞艇的发展规划,先学习飞艇的关键技术,进行实验室模拟,然后进行中低空模 型艇的试飞,然后验证中高空试验艇演示,到达 20km 平流层试验飞艇演示,最后制造 平流层科研艇。其技术发展可分为以下 4 个阶段:
第一阶段(2000—2007 年):在对于关键技术完全掌握的前提条件下,研制成功了 “天舟 1 号”低空试验艇和“PFK300” 低空试验艇,并且进行试飞,高度分别为 300m 和 1500m。
第二阶段(2008—2011 年):进一步掌握了相关核心技术,完成了有动力和无动力 两种中高空演示试验艇的研制工作,升空高度分别为 8000m,和 13000m。
第三阶段(2011—2015 年):对于平流层飞艇关键技术进行全面攻关,提升了研制 水平,全面分化平流层演示艇各分系统的体系,完善了技术指标,研究了系统集成演示 验证,完成了试验艇的研制和飞行验证,能够升空高度 20 千米、长时间定点留空,搭 载一定的任务负载。此阶段下,北京航空航天大学先后 4 次完成 20km 以上平流层高度 飞行验证,取得了初步成果。2012 年 8 月,中国科学院光电研究院开展了飞艇动力飞行 验证,在 17km 以上的高度动力飞行达到 52 分钟。2013 年,中国电子科技公司旗下的第 三十八研究所完成了数次平流层气球的飞行验证,获取了热特性数据。2015 年 8 月,航 天科工一院与六院一起开展了直径 30m 的囊体飞行实验,飞行高度超过了 20km。2015 年 9 月,上海交通大学开展了新型囊体结构的高空飞行实验,试验飞行时间为 120 分钟, 飞行高度 19。3km,验证了非常规形态升空的可实现性,并且探究了回收方式。2015 年 10 月,南江空天公司联合北京航空航天大学在内蒙古锡林浩特市成功完成了平流层飞艇